(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面にリン酸カルシウムが結合してなるリン酸カルシウム複合体の製造方法であって、
上記基材を表面処理する表面処理工程と、
上記表面処理工程後の上記基材の表面に上記リン酸カルシウムを結合させる結合工程と、を含み、
上記表面処理工程が、上記基材の表面とオゾン水とを接触させる工程であり、上記基材としてシルクを用い、上記オゾン水の濃度が２７ｐｐｍであることを特徴とする製造方法。
【請求項２】
上記基材の表面と上記オゾン水とを接触させる時間が、５分以上３０分以下であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
上記基材の表面と上記オゾン水との接触を、２０℃以上６０℃以下で行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リン酸カルシウム複合体の製造方法に関するものである。より詳しくは、オゾン水処理を行なうことにより、強い接着強度及び高い被覆率で基材にリン酸カルシウムを結合させたリン酸カルシウム複合体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハイドロキシアパタイト等のリン酸カルシウムは、生体親和性材料として医療分野において広く用いられている。【０００３】
特に、基材の表面をリン酸カルシウムで被覆した複合材料は細胞接着性が高いことから、カテーテル等の経皮デバイスとしての応用が期待されている。例えば、シルクフィブロイン等の柔軟な高分子基材の表面に、リン酸カルシウムの微粒子を結合させて、経皮デバイスに用いる技術が提案されている（例えば特許文献１及び２）。【０００４】
特許文献１及び２では、基材の表面をリン酸カルシウムで被覆する方法として、基材の表面に官能基を付与して、リン酸カルシウムの粒子を結合させる方法が開示されている。具体的には、まず、過酸化水素水、過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ）等のラジカル開始剤を用いてシルクフィブロインの表面を処理した上で、シランカップリング剤を基材表面にグラフト重合させる。これにより、基材上に官能基が導入される。そして、当該官能基とリン酸カルシウムとを結合させることで、基材をリン酸カルシウムで被覆している。【０００５】
また、特許文献３では、基材をコロナ放電処理、プラズマ処理により表面処理した上で、基材をカルシウム溶液に浸漬させることで、当該基材の表面にハイドロキシアパタイトを固定させる方法が開示されている。【０００６】
ところで、リン酸カルシウムを結合させる目的ではないが、基材の表面を処理する方法として、オゾン処理、紫外線照射処理等が知られている（例えば特許文献４〜６）。
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２００４‐５１９５２号公報（公開日：２００４年４月１９日）」
【特許文献２】日本国公開特許公報「特開２０００‐３２７３１４号公報（公開日：２０００年１１月２８日）」
【特許文献３】日本国公開特許公報「特開２００５‐１４６１２０号公報（公開日：２００５年６月９日）」
【特許文献４】日本国公開特許公報「特開２０００‐２９０４０５号公報（公開日：２０００年１０月１７日）」
【特許文献５】日本国公開特許公報「特開２００５‐９３９８９号公報（公開日：２００５年４月７日）」
【特許文献６】日本国公開特許公報「特開平８‐１０９２２８号公報（公開日：１９９６年４月３０日）」
【発明の開示】
【０００７】
上述したように、基材をリン酸カルシウムで被覆した複合材料は、医療分野においてその有用性が強く期待されている。
【０００８】
このような事情を鑑みると、特許文献１〜３に開示されている技術と比べて、より簡便に、強い接着強度及び高い被覆率で、基材とリン酸カルシウムとを結合する技術が必要である。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、強い接着強度及び高い被覆率でリン酸カルシウムと基材とを結合させることが可能であり、かつ簡便なリン酸カルシウム複合体の製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行なった。その結果、オゾン水を用いて基材の表面処理を行なえば、極めて強い接着強度で、かつ高い被覆率で、基材とリン酸カルシウムとを結合できることを見出した。また、オゾン水の使用は、簡便であり、複雑な形状の基材を用いる場合であっても効率よく表面処理できるため、上記課題を十分に解決できるものであった。本発明はかかる新たな知見に基づいて成されたものであり、以下の発明を包含する。
【００１１】
即ち、本発明に係る製造方法は、上記課題を解決するために、基材の表面にリン酸カルシウムが結合してなるリン酸カルシウム複合体の製造方法であって、上記基材を表面処理する表面処理工程と、上記表面処理工程後の上記基材の表面に上記リン酸カルシウムを結合させる結合工程と、を含み、上記表面処理工程が、上記基材の表面とオゾン水とを接触させる工程であることを特徴としている。
【００１２】
さらに、本発明に係る製造方法では、上記オゾン水の濃度が、１ｐｐｍ以上５０ｐｐｍ以下であることがより好ましい。
【００１３】
さらに、本発明に係る製造方法では、上記基材の表面と上記オゾン水とを接触させる時間が、５分以上３０分以下であることがより好ましい。
【００１４】
さらに、本発明に係る製造方法では、上記基材の表面と上記オゾン水との接触を、２０℃以上６０℃以下で行なうことがより好ましい。
【００１５】
さらに、本発明に係る製造方法では、上記基材としてポリエステル、シルク、シリコーン、ポリスチレン、ポリウレタン、又はポリメタクリル酸メチルを用いてもよい。
【００１６】
本発明の他の目的、特徴、及び優れた点は、以下に示す記載によって十分分かるであろう。また、本発明の利点は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１で得られたＨａｐ複合体を走査型電子顕微鏡により観察した結果を示す図であり、図１の（ａ）は３，０００倍、図１の（ｂ）は２０，０００倍の倍率で観察した結果を示す。
【図２】実施例２においてＨａｐの接着強度を比較した結果を示す図であり、図２の（ａ）及び図２の（ａ’）は実施例１のカットＰＥＴの表面を観察した結果を示し、図２の（ｂ）及び図２の（ｂ’）は比較例１のカットＰＥＴの表面を観察した結果を示し、図２の（ｃ）及び図２の（ｃ’）は比較例２のカットＰＥＴの表面を観察した結果を示す。
【図３】実施例３で得られた４種類のハイドロキシアパタイト複合体の表面を走査型電子顕微鏡で観察した結果を示す図であり、図３の（ａ）はオゾン水の濃度及びオゾン水処理時間を４０ｐｐｍ、２０分間とした場合の結果を示し、図３の（ｂ）は２ｐｐｍ、２０分間、図３の（ｃ）は４０ｐｐｍ、５分間、図３の（ｄ）は２ｐｐｍ、５分間とした場合の結果を示す。
【図４】実施例４及び５におけるオゾン水処理直後のカットシルクを走査型電子顕微鏡により観察した結果を示す図であり、図４の（ａ）は実施例４のカットシルクを観察した結果を示し、図４の（ｂ）は実施例５のカットシルクを観察した結果を示す。
【図５】実施例４においてカットシルクにＨａｐを結合させる前後の状態を走査型電子顕微鏡で観察した結果を示す図であり、図５の（ａ）はグラフト重合処理直後のカットシルクを観察した結果を示し、図５の（ｂ）は当該カットシルクにＨａｐを結合させて得られた、Ｈａｐ複合体を観察した結果を示す。
【図６】実施例４のカットシルクを、ＦＴ‐ＩＲにより分析した結果を示す図である。
【図７】比較例３においてオゾン水処理の代わりにオゾンガスを用いてＨａｐを被覆させたＰＥＴの表面を観察した結果を示す図であり、図７の（ａ）はプローブ超音波処理前の基材の表面を観察した結果を示し、図７の（ｂ）はプローブ超音波処理後の基材の表面を観察した結果を示す。
【図８】実施例９においてプローブ超音波処理前後のＨａｐ複合体を観察した結果を示す図であり、図８の（ａ）及び図８の（ｂ）はプローブ超音波処理前のＨａｐ複合体を観察した結果を示し、図８の（ａ’）及び図８の（ｂ’）はプローブ超音波処理後のＨａｐ複合体を観察した結果を示す。
【図９】実施例９においてグラフト重合をさせた後の基材（高濃度及び低濃度）表面を観察した結果を示す。
【図１０】実施例１０において得られたハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示す図であり、図１０の（ａ）及び図１０の（ｂ）はプローブ超音波処理前のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示し、図１０の（ａ’）及び図１０の（ｂ’）はプローブ超音波処理後のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示す。
【図１１】実施例１１においてプローブ超音波処理前後における、本実施例で得られたハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示す図であり、図１１の（ａ）、図１１の（ｂ）及び図１１の（ｃ）はプローブ超音波処理前のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示し、図１１の（ａ’）、図１１の（ｂ’）及び図１１の（ｃ’）はプローブ超音波処理後のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示す。
【図１２】プローブ超音波処理前後における、実施例１２で得られたハイドロキシアパタイト複合体と比較の表面を観察した結果を示す図であり、図１２の（ａ）、図１２の（ｂ）及び図１２の（ｃ）はプローブ超音波処理前のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示し、図１２の（ａ’）、図１２の（ｂ’）及び図１２の（ｃ’）はプローブ超音波処理後のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示す。
【図１３】プローブ超音波処理前後における、実施例１３で得られたＨａｐ複合体と比較例９の表面を観察した結果を示す図であり、図１３の（ａ）及び図１３の（ｂ）はプローブ超音波処理前のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示し、図１３の（ａ’）及び図１３の（ｂ’）はプローブ超音波処理後のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示す。
【図１４】プローブ超音波処理前後における、実施例１４で得られたＨａｐ複合体と比較例１０の表面を観察した結果を示す図であり、図１４の（ａ）及び図１４の（ｂ）はプローブ超音波処理前のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示し、図１４の（ａ’）及び図１４の（ｂ’）はプローブ超音波処理後のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の一実施形態について説明すると以下の通りである。【００１９】
本発明に係るリン酸カルシウム複合体の製造方法（以下、単に「本発明に係る製造方法」という）は、上記基材を表面処理する表面処理工程と、上記表面処理工程後の上記基材の表面に上記リン酸カルシウムを結合させる結合工程と、を含み、上記表面処理工程が、上記基材の表面とオゾン水とを接触させる工程であればよい。【００２０】
本明細書において「リン酸カルシウム複合体」とは、基材の表面にリン酸カルシウムが結合してなる構造物を意味する。【００２１】
また、本明細書において「オゾン水」とは、オゾンが溶解された水を意味する。【００２２】
また、本明細書において「表面処理」とは、基材の表面を改質する処理を意味する。例えば、基材の表面をオゾン水と接触させて、基材の表面にラジカルを発生させる処理が挙げられる。【００２３】
〔基材〕
本発明に係る製造方法で用いる基材としては、種々のものを選択できる。例えば、高分子材料を含んで構成される高分子基材、及び無機材料からなる無機基材が挙げられる。高分子基材の具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（以下、「ＰＥＴ」という）等のポリエステル、シリコーンポリマー（シリコーンゴムであってもよい）、ポリエチレングリコール、ポリアルキレングリコール、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリアミン、ポリウレア、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル等の合成高分子；セルロース、アミロース、アミロペクチン、キチン、キトサン等の多糖類、コラーゲン等のポリペプチド、ヒアルロン酸、コンドロイチン、コンドロイチン硫酸等のムコ多糖類等、シルクフィブロイン等の天然高分子等が挙げられるが、これに限定されるものではない。ここに例示した基材の中でも、医療材料として好適であるという観点から、ポリエステル、シルクフィブロイン、シリコーンポリマー、ポリ乳酸、ポリウレタン、特に、ＰＥＴ、シルクフィブロインが好ましい。また、無機基材の具体例としては、例えば、チタン、酸化チタン、ステンレス等が挙げられる。このように、様々な基材を選択できる点は、本発明に係る製造方法の優れた効果の一つである。従来の方法では選択できる基材は限られていたが、本発明ではオゾン水処理を行なうことにより、様々な基材に対してリン酸カルシウムを結合させることが可能となった。【００２４】
本発明に係る製造方法に適用可能な基材の形状は、特に限定されない。製造するリン酸カルシウム複合体の用途に応じて、様々な形状の基材を適宜選択することができる。例えば、繊維状、シート状、チューブ状、多孔体であってもよく、より複雑な形状であってもよい。【００２５】
このように、基材の形状に制約されず、複雑な形状の基材を用いても、簡便にＨａｐ複合体を製造できる点は、本発明の顕著な効果の一つである。従来のコロナ放電、プラズマ処理を用いる方法では、複雑な形状の基材を用いるとき、様々な角度からコロナ放電を行なう等の工夫が必要であったが、本発明に係る製造方法によれば、後述のように基材をオゾン水に接触させればよいので、複雑な形状の基材に対しても簡便に表面処理することができる。このように本発明に係る製造方法は、様々な形状の基材に対して簡便に、強い接着強度及び高い被覆率で基材とリン酸カルシウムとを結合させることができる。【００２６】
〔リン酸カルシウム〕
本発明に係る製造方法で用いるリン酸カルシウムとしては、特に限定されないが、ハイドロキシアパタイト（Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２）が好ましく、ハイドロキシアパタイト焼結体（ハイドロキシアパタイトセラミックスとも呼ばれる）がより好ましい。ハイドロキシアパタイトは、特にハイドロキシアパタイト焼結体は、生体内において長期間安定に存在し、かつ安全性が高いため、医療用に用いるリン酸カルシウム複合体の原料として優れている。また、ハイドロキシアパタイトは皮膚等の細胞との接着性が高いため、経皮デバイスの材料として特に優れている。【００２７】
なお、ハイドロキシアパタイト焼結体を製造する方法としては特に限定されず、従来公知の方法で製造すればよい。ハイドロキシアパタイト焼結体の製造方法、製造したハイドロキシアパタイト焼結体の結晶性の測定等に関して、上記特許文献１及び２を参照するとよい。【００２８】
〔表面処理工程〕
本発明に係る製造方法に含まれる表面処理工程は、上記基材を表面処理する工程であって、上記基材の表面とオゾン水とを接触させる工程であればよい。【００２９】
本発明者らは、オゾン水を用いて基材を表面処理することでリン酸カルシウムと基材との結合を極めて簡便に行なうことができることを見出した。例えば、基材が複雑な形状を有していても、当該基材をオゾン水に浸潤させたり、当該基材にオゾン水をかけたりするだけで、容易に、基材の表面に満遍なくオゾン水を接触させることができる。よって、簡便かつ高効率に作業を行なうことができる。【００３０】
また、本発明者らは、オゾン水を用いて表面処理することで、強い接着強度及び高い被覆率でリン酸カルシウムと基材とを結合させることができることをも見出した。従来、リン酸カルシウムで被覆した基材を超音波洗浄すると、リン酸カルシウムが剥がれる場合があった。これは、リン酸カルシウムと基材との接着強度が弱いことに起因する。しかし、オゾン水で表面処理した基材にリン酸カルシウム結合させると、超音波洗浄した際にリン酸カルシウムが剥がれることを抑制することができた。また、リン酸カルシウム複合体を、医療用に用いる場合、基材表面のリン酸カルシウムによる被覆率が約６０％であることが好ましいとされる。しかし、従来、医療用の基材として好適に用いられるＰＥＴを被覆率６０％でリン酸カルシウムにより被覆することはできなかった。しかし、本発明では、オゾン水を用いて基材の表面処理を行なうことで、被覆率６０％で均一に、ＰＥＴをリン酸カルシウムで被覆することができる。また、オゾン水を用いて基材の表面処理を行なうことで、ＰＥＴに限らず様々な基材を、均一に高い被覆率でリン酸カルシウムにより被覆することができる。【００３１】
このように優れた接着強度及び被覆率は、オゾン水がどのような基材に対してもラジカルを導入できるために実現したと考えられる。例えばＰＥＴのように表面が酸素基で終端している基材であっても、シルクフィブロインのように表面にヒドロキシル基を有している基材であっても、良好にラジカルを導入することができる。【００３２】
従来、表面が酸素基で終端している基材を効率よくラジカル導入することは困難であったが、本発明者らはオゾン水を用いれば酸素基にも効率よくラジカル導入できることを見出した。【００３３】
つまり、従来の技術では、ラジカル導入できる基材が限られており、そのため、リン酸カルシウム複合体の基材と成り得る材料の選択の幅が限られていた。しかし、本発明によれば、基材として様々な材料を選択できる。この材料の選択性の広さは、従来技術に比べて極めて優れた点であるといえる。【００３４】
このように、本発明は、本発明者らが見出した全く新たな知見に基づいて成されたものである。【００３５】
また、本発明は、ＡＰＳ等のラジカル開始剤を用いる方法に比べて次の点で優れている。即ち、後述のシランカップリング剤を用いる場合、ラジカル開始剤を用いると当該シランカップリング剤同士が重合したホモポリマーが夾雑物となる虞があるが、オゾン水を用いればこのような虞がない。よって、リン酸カルシウム結合後の洗浄工程及び廃水処理を簡略化することができる点で優れている。また、ラジカル開始剤の中には爆発の危険性が指摘されている物質があり、扱いが煩雑になる場合がある。しかし、オゾン水は爆発の危険性が無いため扱いが容易であり安全性が高い。よって、本発明は簡便性、安全性の観点で優れている。【００３６】
表面処理工程で用いるオゾン水としては、オゾンを溶解した水である限り限定されるものではなく、従来公知の方法、装置を用いて製造すればよい。例えば水中にオゾンを曝気させる方法で製造してもよい。また、オゾンを水に溶解させるための装置としては、従来公知の攪拌器、気泡筒、圧力式インジェクター、ベンチェリー式インジェクター、スタティックミキサー等を用いればよい。オゾン水の製造方法としては、特定非営利活動法人日本オゾン協会編，オゾンハンドブック、杉光英俊著，光琳出版，オゾンの基礎と応用が好適に参考にできる。【００３７】
本発明に係る製造方法で用いるオゾン水におけるオゾンの濃度としては、特に限定されないが、１ｐｐｍ以上５０ｐｐｍ以下が好ましく、１０ｐｐｍ以上３５ｐｐｍ以下がより好ましい。オゾン水の濃度を１ｐｐｍ以上５０ｐｐｍ以下とすることで、極めて強い接着強度及び高い被覆率でリン酸カルシウムを基材の表面に結合させることができる。また、１０ｐｐｍ以上３５ｐｐｍ以下とすることでより強い接着強度及び被覆率でリン酸カルシウムを基材の表面に結合させることができる。【００３８】
オゾン水の温度としては、特に限定されないが、２０℃以上６０℃以下が好ましく、２０℃以上４０℃以下がより好ましく、室温（例えば２５℃）がさらに好ましい。この範囲であれば極めて強い接着強度及び高い被覆率でリン酸カルシウムを基材の表面に結合させることができる。【００３９】
基材の表面とオゾン水とを接触させる時間としては、特に限定されないが、５分以上３０分以下が好ましく、５分以上２０分以下がより好ましい。この範囲であれば極めて強い接着強度及び高い被覆率でリン酸カルシウムを基材の表面に結合させることができる。【００４０】
また、基材の表面とオゾン水とを接触させる方法としては、特に限定されないが、例えば、オゾン水中に基材を浸漬してもよい。また、浸漬の間、当該オゾン水を攪拌してもよい。【００４１】
〔結合工程〕
本発明に係る製造方法に含まれる結合工程は、上記表面処理工程後の上記基材の表面に上記リン酸カルシウムを結合させる工程であればよい。【００４２】
表面処理工程後の基材の表面にリン酸カルシウムを結合させる方法としては、特に限定されず従来公知の方法を用いてもよい。【００４３】
例えば、当該基材の表面にリン酸カルシウムの結合を容易とする官能基を導入する官能基導入工程を行ない、官能基導入後の基材とリン酸カルシウムとを結合させてもよい。以下に、この方法について説明するがこれに限定されるものではない。また、以下に説明する方法については、上記特許文献１及び２を参照するとよい。【００４４】
このような官能基としては、アルコキシシリル基、イソシアネート基を好ましく例示できるが、これに限定されるものではない。【００４５】
基材の表面にアルコキシシリル基及び／又はイソシアネート基を導入する方法としては特に限定されないが、シランカップリング剤を用いることが好ましい。シランカップリング剤は、無機物に反応性を有する部分と有機物に反応性・溶解性に富む部分とを一分子内に合わせ持つ化合物であり、例えば、無機物と有機物との界面の架橋剤として利用されている。表面処理工程の後にシランカップリング剤を用いた官能基導入工程を行なうと、基材の表面にシランカップリング剤がグラフト重合される。そしてシランカップリング剤の有するアルコキシシリル基等が基材の表面に存在することとなるので、リン酸カルシウムの接着強度が向上する。このことから、オゾン水で表面処理した基材とシランカップリング剤との結合強度が良好であるといえる。換言すれば、オゾン水による基材の表面処理は、基材に対するシランカップリング剤の結合強度を向上させる点において優れている。なお、シランカップリング剤を用いる方法は特許文献１及び２にも開示されているが、本発明ではオゾン水を用いることでシランカップリング剤のグラフト重合を高効率で行なうことができるので、シランカップリング剤の使用量を特許文献１及び２に開示の技術に比べて低減することができる。【００４６】
本発明に係る製造方法において使用可能なシランカップリング剤としては、特に限定されず、従来公知のシランカップリング剤を用いればよいが、例えば、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニル系シランカップリング剤；β‐（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ‐グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ‐グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ‐グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ系シランカップリング剤；ｐ‐スチリルトリメトキシシラン等のスチリル系シランカップリング剤；γ‐メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ‐メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ‐メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ‐メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のメタクリロキシ系シランカップリング剤；γ‐アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリロキシ系シランカップリング剤；Ｎ‐β（アミノエチル）γ‐アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ‐β（アミノエチル）γ‐アミノプロピルメチルジメトキシメトキシシラン、Ｎ‐β（アミノエチル）γ‐アミノプロピルトリエトキシシラン、γ‐アミノプロピルトリメトキシシラン、γ‐アミノプロピルトリエトキシシラン、γ‐トリエトキシ‐Ｎ‐（１，３‐ジメチル‐ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ‐フェニル‐γ‐アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ‐（ビニルベンジル）‐β‐アミノエチル‐γ‐アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、特殊アミノシラン等のアミノ系シランカップリング剤；γ‐ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド系シランカップリング剤；γ‐クロロプロピルトリメトキシシラン等のクロロプロピル系シランカップリング剤；γ‐メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ‐メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等のメルカプト系シランカップリング剤；ビス（トリエトキシプロピル）テトラスルフィド等のスルフィド系シランカップリング剤；γ‐イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート系シランカップリング剤等が挙げられる。中でもγ‐メタクリロキシプロピルトリエトキシシランがより好ましい。【００４７】
シランカップリング剤を用いて基材にアルコキシシリル基及び／又はイソシアネート基を導入する方法としては特に限定されない。例えば、シランカップリング剤を溶媒に溶解した溶液に基材を浸漬してもよい。この操作は窒素雰囲気下で行なうことがより好ましい。また、当該溶液の温度（反応温度）としては、特に限定されないが３０℃以上１００℃以下が好ましく、４０℃以上６０℃以下がより好ましい。また、当該溶媒としては特に限定されるものではないが、例えば、トルエン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒等の無極性有機溶媒が好適に使用される。【００４８】
シランカップリング剤の使用量としては、特に限定されないが、基材の重量に対して１０重量％以上５００重量％以下であることが好ましく、５０重量％以上４００重量％以下がさらに好ましく、１００重量％以上３００重量％以下がより好ましい。【００４９】
また、シランカップリング剤を用いる場合、界面活性剤により当該シランカップリング剤のアルコキシシリル基を保護することがより好ましい。界面活性剤によりシランカップリング剤を保護する方法としては、特に限定されないが、これらを混合してもよい。界面活性剤の量としては、シランカップリング剤に対して１．０重量％以上５０重量％以下の範囲が好ましく、１０重量％以上２５重量％以下がさらに好ましい。【００５０】
シランカップリング剤を重合させた基材とリン酸カルシウムとを結合させる方法としては特に限定されない。例えば、リン酸カルシウムを懸濁させた液体に基材を浸漬させてもよい。また、浸漬の間、当該液体を攪拌してもよい。また、浸漬後に、当該基材を減圧条件下、好ましくは真空条件下に静置させてもよく、減圧条件下又は真空条件下においてさらに加熱してもよい。加熱する温度としては５０℃以上２００℃以下が好ましく、８０℃以上１５０℃以下がより好ましい。【００５１】
〔洗浄工程〕
本発明に係る製造方法では、結合工程によって得られたリン酸カルシウム複合体を洗浄する洗浄工程を行なってもよい。洗浄工程は、リン酸カルシウム複合体の使用用途に応じて行なえばよい。【００５２】
具体的な洗浄方法としては、目的とする洗浄の程度に応じて適宜選択すればよい。例えば超音波洗浄を行なってもよい。本発明に係る製造方法により得られるリン酸カルシウム複合体は、基材とリン酸カルシウムとの接着強度が極めて強いので、超音波洗浄されてもリン酸カルシウムの剥離を良好に抑制できる。超音波洗浄については、従来公知の方法で行なえばよい。【００５３】
以上に説明したリン酸カルシウム複合体の製造方法は、様々な用途で利用できる。例えば、カテーテル等の経皮デバイスの製造に適用すると有益である。カテーテルとしては特に限定されず、中心静脈栄養カテーテル、原発性肺高血圧症治療用カテーテル、長期埋植型体外循環システムに用いるカテーテル、永久外シャント、在宅腹膜透析用カテーテル、経腸栄養デバイス等が例示される。このような経皮デバイスは従来、皮膚との接着性が悪く、皮膚と当該経皮デバイスとの隙間から雑菌が体内に侵入するなどのリスクがあった。しかし、カテーテルと皮膚との隙間に対応する部材をリン酸カルシウム複合体で作製すると、リン酸カルシウムと皮膚とが密着するため、雑菌の侵入、感染を防ぎ、衛生的に極めて優れたカテーテルを提供できるのである。【００５４】
以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された文献の全てが参考として援用される。
【実施例】
【００５５】
＜実施例１：ハイドロキシアパタイト複合体の製造＞
本実施例では、繊維状のＰＥＴ（以下、「カットＰＥＴ」という）を基材として用いた。【００５６】
また、リン酸カルシウムとしてハイドロキシアパタイト焼結体（以下、「Ｈａｐ」といい、基材とＨａｐとの複合体を「ハイドロキシアパタイト複合体」又は「Ｈａｐ複合体」という）を用いた。なお、Ｈａｐについては、特許文献１に記載の方法に従い製造した。【００５７】
〔オゾン水処理〕
まず、ガス溶解モジュール（ジャパンゴアテック社製、型式：ＧＴ‐０１Ｔ）を用いてオゾン水を製造した。具体的には、ガス溶解モジュール内で水道水（流量６００ｍＬ／ｍｉｎ、圧力０．０５ＭＰａ）とオゾンガス（流量５００ｍＬ／ｍｉｎ、圧力０．０３〜０．０５ＭＰａ）とを接触させてオゾン水を製造した。【００５８】
次に、カットＰＥＴ６００ｍｇをシリンダーに入れて、該シリンダーにオゾン水を循環させた。つまり、シリンダー内でカットＰＥＴがオゾン水に浸漬する状態を保ちつつ、オゾン水の流し込み及び引き抜きを行なった。【００５９】
本実施例では、オゾン水の濃度を１７ｐｐｍとし、温度を２５℃とした。また、カットＰＥＴがオゾン水中に浸漬する時間を２０分間とした。なお、以下、基材をオゾン水中に浸漬する時間を「オゾン水処理時間」という。【００６０】
次に、オゾン水を全て引き抜いた後、吸引ろ過によりカットＰＥＴを回収した。【００６１】
〔グラフト重合前処理〕
カットＰＥＴをドクター試験管に入れた。次に、ドクター試験管に重合混合液（シランカップリング剤としてγ-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン（信越化学工業社製、以下、「ＫＢＥ５０３」という）５００μＬ、界面活性剤としてペンタエチレングリコールドデシルエーテル（以下、「ＰＧＤＥ」という）７３μＬ、純水１８ｍＬの混合液）を入れた。【００６２】
次に、ドクター試験管を液体窒素に浸し、中の液体を凍結させた後、減圧下（真空引き）で５分間静置した。次に、減圧状態を維持したままで、ドクター試験管を水に浸して中身を融解した。次に、ドクター試験管に窒素を封入した。この窒素の封入までの操作をさらに１回繰り返した後、さらに、融解までの操作を再度行なった（３回目の融解である）。【００６３】
〔グラフト重合〕
３回目に融解した後、減圧状態のままグラフト重合反応を開始させた。具体的には、ドクター試験管を恒温槽に浸し、５０℃、６０分間静置した。【００６４】
〔グラフト重合後の洗浄処理〕
グラフト重合後のドクター試験管を大気圧下に置き、吸引ろ過でカットＰＥＴを回収した。次に、カットＰＥＴをエタノール２００ｍＬ中に浸漬してプローブ超音波処理によりホモポリマーを除去した。プローブ超音波処理には、ＢＲＡＮＳＯＮ  ＳＯＮＩＣ  ＰＯＷＥＲ  ＣＯＭＰＡＮＹ社製、型式：ＳＯＮＩＦＩＥＲ４５０の装置を用いた。【００６５】
次に、エタノール中にカットＰＥＴを浸漬した状態で、スターラー攪拌を６０分間行なった。吸引ろ過にてカットＰＥＴを回収した後、デシケーターに入れて減圧乾燥（真空引き、６０分間）した。【００６６】
〔Ｈａｐの吸着〕
Ｈａｐの分散液（濃度１ｍｇ／ｍＬ、溶媒：エタノール）２０ｍＬに、カットＰＥＴ２００ｍｇを入れた。次に、超音波装置（カイジョー社製、型式：ＣＡ‐２４８００）を用いて５０Ｗの出力で超音波処理した。次に、吸引ろ過にてカットＰＥＴを回収した。【００６７】
〔Ｈａｐのアニーリング〕
カットＰＥＴを真空乾燥機（プログラムコントロール高温真空乾燥機、清水理化学機器製作所社製、型式：ＶＯＰＣ４‐３Ｈ）の中で加熱減圧下に静置した（１ｋＰａ（絶対圧力）、８０℃、１２０分間）。これにより、カットＰＥＴ上にＨａｐが結合され、Ｈａｐで被覆されたカットＰＥＴを得た。【００６８】
〔Ｈａｐ被覆後の洗浄処理〕
Ｈａｐにより被覆されたカットＰＥＴを水２００ｍＬ中に入れて、プローブ超音波処理を１分間行なった。このプローブ超音波処理は、グラフト重合後に行なったプローブ超音波処理と同じ装置を用い、同じ方法で行なった。これにより、カットＰＥＴ上に、単に吸着されただけであり結合していなかったＨａｐを除去した。【００６９】
次に、カットＰＥＴを水に入れたままでスターラー攪拌を６０分間行なった。その後、吸引ろ過にてカットＰＥＴを回収して、デシケーター中で減圧乾燥した（真空引き、６０分間）。【００７０】
〔走査型電子顕微鏡を用いた観察〕
本実施例で得られたＨａｐ複合体を走査型電子顕微鏡（日本電子社製、型式：ＪＳＭ‐５５１０）を用いて観察した。結果を図１に示す。図１は、本実施例で得られたＨａｐ複合体を走査型電子顕微鏡により観察した結果を示す図であり、（ａ）は３，０００倍、（ｂ）は２０，０００倍の倍率で観察した結果を示す。【００７１】
図１に示すように、カットＰＥＴの表面は、均一かつ高い被覆率でＨａｐに覆われていた。このことから、オゾン水を用いて基材の表面処理をすることで、基材をＨａｐにより均一かつ高い被覆率で被覆できることが示された。【００７２】
＜比較例１：ハイドロキシアパタイト複合体の製造＞
本比較例では、オゾン水処理の代わりに、ＡＰＳ開始剤（ナカライテスク社製）を使用した基材の表面処理を行なうことで、Ｈａｐ複合体を製造した。【００７３】
具体的には、以下の条件を変更した以外は、実施例１と同じ方法でＨａｐ複合体を製造した。即ち、本比較例では、オゾン水処理を行なわなかった。また、グラフト重合前処理時に調製した重合混合液として、ＫＢＥ５０３を５００μＬ、ＰＧＤＥ３６．５μＬ、ＡＰＳ開始剤８２ｍｇ、純水１８ｍＬの混合液の混合液を用いた。【００７４】
＜比較例２：ハイドロキシアパタイト複合体の製造＞
重合混合液として、ＫＢＥ５０３を１０８８μＬ、ＰＧＤＥ２９２μＬ、ＡＰＳ開始剤８２ｍｇ、純水１８ｍＬの混合液の混合液を用いた以外は比較例１と同じ方法でＨａｐ複合体を得た。【００７５】
＜実施例２：接着強度の比較＞
実施例１、比較例１及び２において、Ｈａｐ被覆後の洗浄処理（プローブ超音波処理）の前後におけるカットＰＥＴの表面を走査型顕微鏡により観察することで、Ｈａｐの接着強度を比較した。結果を図２に示す。図２はＨａｐの接着強度を比較した結果を示す図であり、図２の（ａ）及び（ａ’）は実施例１のカットＰＥＴの表面を観察した結果を示し、図２の（ｂ）及び（ｂ’）は比較例１のカットＰＥＴの表面を観察した結果を示し、図２の（ｃ）及び（ｃ’）は比較例２のカットＰＥＴの表面を観察した結果を示す。また、図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はプローブ超音波処理前のカットＰＥＴの表面を観察した結果であり、図２の（ａ’）、（ｂ’）、（ｃ’）はプローブ超音波処理後のカットＰＥＴの表面を観察した結果である。【００７６】
図２に示されるように、プローブ超音波処理前後のいずれの場合でも実施例１のカットＰＥＴは、比較例１及び２のカットＰＥＴに比べて高い被覆率で均一に、Ｈａｐにより被覆されていた。【００７７】
また、図２の（ａ）及び（ａ’）に示すように、実施例１のカットＰＥＴは、プローブ超音波処理後においても均一かつ高い被覆率でＨａｐに覆われていた。一方、図２の（ｂ）、（ｂ’）、（ｃ）及び（ｃ’）に示すように、ＡＰＳを用いた表面処理を行なったカットＰＥＴでは、プローブ超音波処理後に多くのＨａｐが剥がれ落ちていた。比較例１では、ＫＢＥ５０３、ＰＧＤＥの量が実施例１と同じであったが、プローブ超音波処理後にＨａｐがほとんど全て剥がれ落ちていた。また、比較例２では、実施例１に比べて大量のＫＢＥ５０３及びＰＧＤＥを用いたにも関わらず、多くのＨａｐが剥がれ落ちた。【００７８】
この結果から、オゾン水を用いた基材の表面処理を行なうことで、極めて強い接着強度で基材の表面にＨａｐを結合させることができることが示された。【００７９】
＜実施例３：ハイドロキシアパタイト複合体の製造＞
オゾン水の濃度及びオゾン水処理時間を次の４通りとした以外は、実施例１と同じ方法でハイドロキシアパタイト複合体を得た。即ち、オゾン水の濃度及びオゾン水処理時間を、（ａ）４０ｐｐｍ、２０分間、（ｂ）２ｐｐｍ、２０分間、（ｃ）４０ｐｐｍ、５分間、（ｄ）２ｐｐｍ、５分間とした。【００８０】
それぞれのハイドロキシアパタイト複合体の表面を走査型電子顕微鏡で観察した結果を図３に示す。図３は本実施例で得られた４種類のハイドロキシアパタイト複合体の表面を走査型電子顕微鏡で観察した結果を示す図であり、図３の（ａ）はオゾン水の濃度及びオゾン水処理時間を４０ｐｐｍ、２０分間とした場合の結果を示し、図３の（ｂ）は２ｐｐｍ、２０分間、図３の（ｃ）は４０ｐｐｍ、５分間、図３の（ｄ）は２ｐｐｍ、５分間とした場合の結果を示す。【００８１】
図３に示すように、いずれの条件においてもカットＰＥＴの表面には好適にＨａｐが吸着した。特に図３の（ｂ）及び（ｃ）のときに極めて高い被覆率及び接着強度でＨａｐが吸着したハイドロキシアパタイト複合体が得られた。このように、オゾン水濃度が高いときオゾン水処理時間は短い方が好適であり、オゾン水濃度が低いときオゾン水処理時間は長い方が好適であることが示された。【００８２】
＜実施例４：ハイドロキシアパタイト複合体の製造＞
本実施例では、基材としてシルクフィブロインの繊維（藤村製糸社製、以下、「カットシルク」という）を用い、また、以下の条件を変更した以外は、実施例１と同じ方法でＨａｐ複合体を製造した。【００８３】
オゾン水濃度を２７ｐｐｍとした。【００８４】
重合混合液として、ＫＢＥ５０３を３２３μＬ、ＰＧＤＥ３６．５μＬ、純水１８ｍＬの混合液を用いた。【００８５】
重合処理においてドクター試験管を恒温槽に浸すときの条件を４０℃で３０分間とした。【００８６】
Ｈａｐ吸着を行なうときの超音波処理時間を５分間とした。【００８７】
Ｈａｐのアニーリングを行なうときの加熱減圧の条件を、１２０℃で１２０分間とした。【００８８】
Ｈａｐ被覆後洗浄処理において、水の代わりにエタノール及び水を体積比３：１で混合したエタノール溶液を用いた。【００８９】
＜実施例５：ハイドロキシアパタイト複合体の製造＞
オゾン水濃度を３５ｐｐｍとした以外は実施例４と同じ方法によりＨａｐ複合体を製造した。【００９０】
＜実施例６：オゾン水濃度によるシルク表面に与える影響の比較＞
本実施例ではオゾン水処理で用いるオゾン水がカットシルクに与える影響を検討した。具体的には、オゾン水処理直後のカットシルク表面を、走査型電子顕微鏡を用いて観察した。結果を図４に示す。図４は実施例４及び５におけるオゾン水処理直後のカットシルクを走査型電子顕微鏡により観察した結果を示す図であり、図４の（ａ）は実施例４のカットシルクを観察した結果を示し、図４の（ｂ）は実施例５のカットシルクを観察した結果を示す。【００９１】
図４に示すように、オゾン水濃度が２７ｐｐｍのときカットシルクの表面が損傷しなかったことが示された。【００９２】
＜実施例７：ハイドロキシアパタイト複合体の評価＞
実施例４で得たＨａｐ複合体の評価を行なった。具体的には走査型電子顕微鏡による観察、及びＦＴ‐ＩＲによる分析を行なった。結果を図５及び図６に示す。図５は実施例４においてカットシルクにＨａｐを結合させる前後の状態を走査型電子顕微鏡で観察した結果を示す図であり、図５の（ａ）はグラフト重合処理直後のカットシルクを観察した結果を示し、図５の（ｂ）は得られたＨａｐ複合体を観察した結果を示す。また、図６は実施例４におけるカットシルクをＦＴ‐ＩＲにより分析した結果を示す図であり、横軸は波長（ｃｍ−１）を示し、縦軸は透過率（％）を示す。また、図６中の直線で示したスペクトルはグラフト重合させる前のスペクトルを示し、破線で示したスペクトルは、グラフト重合後のカットシルクのスペクトルを示す。【００９３】
図５に示すように、オゾン水を用いてカットシルクの表面処理を行なうことで、高い被覆率で均一にカットシルクをＨａｐで被覆することができた。また、図６に示すように、オゾン水を用いてカットシルクの表面処理を行なうことで、カットシルクとＫＢＥ５０３とが良好にグラフト重合することが示された。【００９４】
＜実施例８：残渣量の比較＞
本実施例では、グラフト重合、及びグラフト重合後の洗浄において発生した残渣の量を比較した。【００９５】
比較に用いたハイドロキシアパタイト複合体については、それぞれ次のようにして得た。本発明の実施例として、重合反応液の組成を後述の表１に示す組成にした以外は実施例４と同じ方法でハイドロキシアパタイト複合体を製造した（以下、得られたハイドロキシアパタイト複合体を「実施例８’」と表記する。）。【００９６】
比較の対象として、基材としてカットシルクを用い、重合反応液の組成を後述の表１に示した２種類とした以外は、実施例８’と同様の方法で得たリン酸カルシウム複合体を用いた。この２種類のハイドロキシアパタイト複合体を、それぞれ「比較例３」、「比較例４」と表記する。【００９７】
また、本実施例では、グラフト重合後に発生した廃液、及び当該洗浄後に発生した廃液に含まれる残渣の量に基づいて、グラフト重合に供されたシランカップリング剤の量等を算出した。なお、残渣量については、廃液をろ過した後、真空乾燥機を用いて水及びエタノールを蒸散させた後に残った物質の重量を測定することにより算出した。結果を表１に示す。【００９８】
【表１】
0005393473.tif 000002
【００９９】
ここで、比較例４は従来法であり、比較例３は、比較例４における重合反応液の組成のうち、ＫＢＥ５０３及びＰＧＤＥの量を実施例８’と同じにした方法である。【０１００】
比較例３において、ＫＢＥ５０３の使用量は、比較例４の２９．６％であるのに対し、残渣重量（値ｃ）は、比較例４の３２．２％である点は、誤差の範囲であると考えられる。また、比較例４では、ＡＰＳの量がモノマーに対して過剰量のため、シルクフィブロインとは関係無く、溶液中でモノマーの重合が進んだ結果、ホモポリマーが若干量多く生成したためであるとも考えられる。【０１０１】
表１に示すように、実施例８’の残渣総重量は比較例３及び４に比べて少なかった。また、実施例８’及び比較例３は同じ量のＫＢＥ５０３を用いたにもかかわらず、実施例８’の方が比較例３に比べてグラフト重合に供されたＫＢＥ５０３の量が多かった。この結果から、オゾン水を用いた表面処理を行なえば、残渣の発生量、特に残留するシランカップリング剤の量を低減することができることが示された。なお、ＫＢＥ５０３は親水基を有しているため、残渣中の水分を完全に取り除くことは困難である。よって、表１に示す残渣量には水分の重量も含まれている。また、水が残渣に含有されていることを考慮したとしても、残渣のほとんどは界面活性剤である。界面活性剤はシランカップリング剤と反応すると水等のほとんどの溶媒に対して不溶化する。また、界面活性剤及びシランカップリング剤の混合物から界面活性剤を分離することは容易である。そのため、本発明によれば界面活性剤を再利用することが可能であるといえる。しかし、従来法ではＡＰＳを使用するため無機塩が混入する。この無機塩は多くの場合スルホン酸塩である。そして、当該無機塩が混入すると界面活性剤も水、水溶性溶媒に可溶となるため、界面活性剤の分離が困難である。【０１０２】
なお、表１に示した「グラフト重合に供されたＫＢＥ５０３の重量」は、あくまで目安であり、グラフト重合に消費されたモノマーの理論的な上限量を意味する。例えば、残渣として回収可能な物質は媒体中に溶解又は懸濁する程度のモノマー又はオリゴマーであるため、重合により不溶化したホモポリマーはリン酸カルシウム複合体から取り除くことは容易ではない。そのため、シランカップリング剤が効率的にグラフト重合に供される本発明は、このようなホモポリマーの生成が少ない点においても有利である。【０１０３】
＜比較例３：オゾンガスによる表面処理＞
オゾン水処理の代わりにオゾンガスを用いて基材（ＰＥＴ）の表面処理を行なった。具体的には、オゾン水処理の代わりに、オゾンガスをＰＥＴに接触させた以外は、実施例１と同じ操作を行なった。結果を図７に示す。図７は、オゾンガス処理（オゾンガス：７０重量％、２０分間）によってＨａｐを被覆させたＰＥＴの表面を観察した結果を示す図であり、図７の（ａ）はプローブ超音波処理前の基材の表面を観察した結果を示し、図７の（ｂ）はプローブ超音波処理後の基材の表面を観察した結果を示す。【０１０４】
図７に示すように、プローブ超音波処理後の基材表面では、Ｈａｐ粒子が大量に脱落していた。つまり、オゾンガスによる基材の表面処理では、ラジカル導入が効率的に行なわれず、Ｈａｐ複合体の製造には至らなかった。これは、オゾンガスと基材との接触効率がオゾン水を用いる場合に比べて極めて悪く、Ｈａｐ粒子は物理的に吸着していただけであるということ、またオゾンガスではＯラジカルの供給が不十分であるという理由が考えられる。【０１０５】
この結果から、Ｈａｐ複合体の製造において、オゾン水を用いて基材の表面処理を行なうことは、オゾンガスを用いる場合に比べて極めて優れた手段であることが確認できた。【０１０６】
＜実施例９：オゾン水濃度の比較＞
本実施例では、オゾン水の濃度を実施例１及び３よりも高濃度とした以外は、実施例１と同じ方法でハイドロキシアパタイト複合体を得た。即ち、オゾン水の濃度を、８０ｐｐｍとした。結果を図８に示す。【０１０７】
図８は、プローブ超音波処理前後における、本比較例で得られたハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示す図であり、図８の（ａ）及び（ｂ）はプローブ超音波処理前のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示し、図８の（ａ’）及び（ｂ’）はプローブ超音波処理後のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示す。なお、図８の（ａ）及び（ａ’）は、それぞれ５，０００倍の倍率で観察した結果を示し、図８の（ｂ）及び（ｂ’）は、それぞれ１，０００倍の倍率で観察した結果を示す。【０１０８】
また、グラフト重合後の基材表面を観察した結果を図９に示す。図９は、グラフト重合後の基材表面を観察した結果を示し、左の円はオゾン水の濃度を高濃度（８０ｐｐｍ）とした基材表面を観察した結果を示し、右の円はオゾン水の濃度を低濃度（０．８ｐｐｍ）とした基材表面を観察した結果を示したものである。【０１０９】
図８の（ａ’）及び（ｂ’）に示す結果から、本実施例においてオゾン水の濃度を高濃度とした場合においても、基材表面にＨａｐが被覆することが分かった。しかしながら、図８の（ａ’）及び（ｂ’）に示す基材表面と、図９に示すグラフト重合後の基材表面（オゾン水の濃度を高濃度とした方）を比較すると、プローブ超音波処理後の基材表面はより白濁しており、さらに基材表面にひび割れが生じることを確認した。【０１１０】
＜実施例１０：オゾン水濃度の比較＞
本実施例では、オゾン水の濃度を実施例１及び３よりも低濃度とした以外は、実施例１と同じ方法でハイドロキシアパタイト複合体を得た。即ち、オゾン水の濃度を、０．８ｐｐｍとした。結果を図９に示す。【０１１１】
図１０は、プローブ超音波処理前後における、本実施例で得られたハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示す図であり、図１０の（ａ）及び（ｂ）はプローブ超音波処理前のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示し、図１０の（ａ’）及び（ｂ’）はプローブ超音波処理後のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示す。なお、図１０の（ａ）及び（ａ’）は、それぞれ５，０００倍の倍率で観察した結果を示し、図１０の（ｂ）及び（ｂ’）は、それぞれ１，０００倍の倍率で観察した結果を示す。【０１１２】
図１０の（ａ’）及び（ｂ’）に示す結果から、本実施例においてオゾン水濃度を低濃度とした場合においても、基材表面にＨａｐが被覆することが分かった。しかしながら、本実施例のＨａｐを被覆させた基材表面では、Ｈａｐ粒子の被覆にばらつきが見られた。【０１１３】
このように、実施例９及び１０におけるハイドロキシアパタイト複合体では、オゾン水濃度を０．８ｐｐｍ又は８０ｐｐｍとしても基材表面にＨａｐ粒子が被覆することが分かったが、基材表面にひび割れが生じることもあり、Ｈａｐ粒子の被服にばらつきが生じることも分かった。【０１１４】
＜実施例１１：ハイドロキシアパタイト複合体の製造＞
本実施例では、ポリウレタンを基材として用いて、種々の条件を変更した以外は実施例１と同じ方法でハイドロキシアパタイト複合体を得た。具体的には、実施例１１では、直径１５ｍｍの板状の基材を５枚使用し、オゾン水処理条件において、オゾン水の濃度を１５ｐｐｍとし、グラフト重合条件において、ＰＧＤＥを３６．５μＬとした。また、Ｈａｐ吸着時において、分散液２０ｍＬに対し、グラフト重合後の基材（直径１５ｍｍの板）を２枚処理した。【０１１５】
比較の対象として、基材としてポリウレタンを用い、オゾン水処理及びグラフト重合をさせずに直接Ｈａｐを被覆して得たＨａｐ複合体（「比較例５」と表記する）、及びＡＰＳ開始剤（ラジカル開始剤）を用いて基材の表面を処理した上で、グラフト重合させてＨａｐを被覆して得たＨａｐ複合体（「比較例６」と表記する）を用いた。結果を図１１に示す。【０１１６】
図１１は、プローブ超音波処理前後における、本実施例で得られたハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示す図であり、図１１の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はプローブ超音波処理前のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示し、図１１の（ａ’）、（ｂ’）及び（ｃ’）はプローブ超音波処理後のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示す。なお、図１１の（ａ）及び（ａ’）は比較例５、図１１の（ｂ）及び（ｂ’）は実施例１１、図１１の（ｃ）及び（ｃ’）は比較例６の結果をそれぞれ示したものである。【０１１７】
図１１に示されるように、オゾン水処理及びグラフト重合をさせずにＨａｐを被覆すると、これらの処理を行なった場合に比べて基材表面へのＨａｐの接着強度が弱かった。また、オゾン水処理を行なった場合、ＡＰＳ開始剤を使用した場合よりもＨａｐの被覆は良好であった。【０１１８】
＜実施例１２：ハイドロキシアパタイト複合体の製造＞
本実施例では、ポリメタクリル酸メチルを基材として用いた以外は、実施例１１と同じ方法でハイドロキシアパタイト複合体を得た。【０１１９】
比較の対象として、基材としてポリメタクリル酸メチルを用い、オゾン水処理及びグラフト重合をさせずに直接Ｈａｐを被覆して得たＨａｐ複合体（「比較例７」と表記する）、及びＡＰＳ開始剤（ラジカル開始剤）を用いて基材の表面を処理した上で、グラフト重合させてＨａｐを被覆して得たＨａｐ複合体（「比較例８」と表記する）を用いた。結果を図１２に示す。【０１２０】
図１２は、プローブ超音波処理前後における、本実施例で得られたハイドロキシアパタイト複合体と比較の表面を観察した結果を示す図であり、図１２の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はプローブ超音波処理前のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示し、図１２の（ａ’）、（ｂ’）及び（ｃ’）はプローブ超音波処理後のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示す。なお、図１２の（ａ）及び（ａ’）は比較例７、図１２の（ｂ）及び（ｂ’）は実施例１２、図１２の（ｃ）及び（ｃ’）は比較例８の結果をそれぞれ示したものである。【０１２１】
図１２に示されるように、オゾン水処理及びグラフト重合をさせずにＨａｐを被覆すると、これらの処理を行なった場合に比べて基材表面へのＨａｐの接着強度が弱かった。なお、オゾン水処理を行なった場合のＨａｐの被覆状態は、ＡＰＳ開始剤を使用した場合と同等であった。【０１２２】
＜実施例１３：ハイドロキシアパタイト複合体の製造＞
本実施例では、シリコーンを基材として使用し、種々の条件の変更以外は実施例１と同じ方法で得られたハイドロキシアパタイト複合体の接着強度を比較した。
即ち、本実施例では、オゾン水の濃度を１５ｐｐｍとし、グラフト重合剤としてシランカップリング剤（ＫＢＥ）の代わりに１０重量％アクリル酸１８ｍｌを使用し、１０分間重合反応を行なった。なお、グラフト重合剤としてアクリル酸を使用した理由としては、シリコーンに酸素原子が多量に含まれるため、ＫＢＥを使用すると重合反応が阻害されるためである。【０１２３】
比較の対象として、グラフト重合させずに直接Ｈａｐを被覆した以外は、実施例１と同様の方法で得たハイドロキシアパタイト複合体を用いた。このＨａｐ複合体を「比較例９」と表記する。結果を図１３に示す。【０１２４】
図１３は、プローブ超音波処理前後における、本実施例で得られたＨａｐ複合体と比較例９の表面を観察した結果を示す図であり、図１３の（ａ）及び（ｂ）はプローブ超音波処理前のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示し、図１３の（ａ’）及び（ｂ’）はプローブ超音波処理後のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示す。なお、図１３の（ａ）及び（ａ’）は、それぞれ本実施例で得られたＨａｐ複合体を示し、図１３の（ｂ）及び（ｂ’）は、それぞれ比較例９を示す。【０１２５】
図１３に示すように、プローブ超音波処理前において、実施例１３のＨａｐ複合体ではＨａｐの被覆が良好であったのに対し、比較例９のＨａｐ被覆量は少ないことが分かった。また、プローブ超音波処理後において、比較例９ではＨａｐ粒子の脱落が見られるが、実施例１３のＨａｐ複合体では見られなかった。【０１２６】
このことから、シリコーンを基材として用いた場合、直接Ｈａｐを被覆させるよりも、アクリル酸によって処理した方がＨａｐの被覆が良好となることが分かった。また、当該処理によって、物理的ではなく化学的にＨａｐが接着するので、プローブ超音波処理を行なってもＨａｐ粒子の脱落を防ぐことができることが分かった。【０１２７】
＜実施例１４：ハイドロキシアパタイト複合体の製造＞
本実施例では、ポリスチレンを基材として使用した以外は、実施例１３と同じ方法で得られたハイドロキシアパタイト複合体の接着強度を比較した。なお、グラフト重合剤としてアクリル酸を使用した理由としては、ポリスチレンはＫＢＥに可溶性を示すためである。【０１２８】
比較の対象として、グラフト重合させずに直接Ｈａｐを被覆した以外は、実施例１３と同様の方法で得たハイドロキシアパタイト複合体を用いた。このＨａｐ複合体を「比較例１０」と表記する。結果を図１４に示す。【０１２９】
図１４は、プローブ超音波処理前後における、本実施例で得られたＨａｐ複合体と比較例１０の表面を観察した結果を示す図であり、図１４の（ａ）及び（ｂ）はプローブ超音波処理前のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示し、図１４の（ａ’）及び（ｂ’）はプローブ超音波処理後のハイドロキシアパタイト複合体の表面を観察した結果を示す。なお、図１４の（ａ）及び（ａ’）は、それぞれ本実施例で得られたＨａｐ複合体を示し、図１４の（ｂ）及び（ｂ’）は、それぞれ比較例１１を示す。【０１３０】
図１４に示すように、プローブ超音波処理前において、実施例１４のＨａｐ複合体ではＨａｐの被覆が良好であったのに対し、比較例１０のＨａｐ被覆量は少ないことが分かった。また、プローブ超音波処理後において、比較例１０ではＨａｐ粒子の脱落が見られるが、実施例１４のＨａｐ複合体では見られなかった。【０１３１】
このことから、ポリスチレンを基材として用いた場合、実施例１３と同様に、直接Ｈａｐを被覆させるよりも、アクリル酸によって処理した方がＨａｐの被覆が良好となることが分かった。また、当該処理によって、物理的ではなく化学的にＨａｐが接着するので、プローブ超音波処理を行なってもＨａｐ粒子の脱落を防ぐことができることが分かった。【０１３２】
本発明に係る製造方法は、以上のように、基材の表面にリン酸カルシウムが結合してなるリン酸カルシウム複合体の製造方法であって、上記基材を表面処理する表面処理工程と、上記表面処理工程後の上記基材の表面に上記リン酸カルシウムを結合させる結合工程と、を含み、上記表面処理工程が、上記基材の表面とオゾン水とを接触させる工程であるので、強い接着強度及び高い被覆率でリン酸カルシウムと基材とを結合させることが可能であり、かつ簡便なリン酸カルシウム複合体の製造方法を提供できるという効果を奏する。【０１３３】
発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明に係るリン酸カルシウム複合体の製造方法によれば、強い接着強度かつ高い被覆率で基材とリン酸カルシウムとを結合させたリン酸カルシウム複合体を、簡便に製造できるので、カテーテル等の経皮デバイスの製造に好適に適用できる。よって、医療機器産業において好適に利用可能である。
【図６】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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